专利名称：TiO<sub>2</sub>负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法，属于光催化材料技术领域。
背景技术：
随着工业技术的迅猛发展，环境污染问题日益严重。特别是，室内及车内等密闭空间内的VOCS (挥发性可燃气体，主要是甲醛、苯、甲苯及二甲苯等)对人体造成的伤害，日益受到人们的重视。如何高效、节能、廉价地去除挥发性可燃性气体成为了科学技术领域一直想突破的课题。光催化技术利用太阳能作为能量来源，在光敏催化材料的作用 下，将挥发性可燃气体分解为二氧化碳、水等无机物，不会产生二次污染，具有传统常规催化技术无法比拟的优势。其中，纳米TiO2作为一种常见的光催化材料，因其高催化活性、无毒、价廉而作为光催化材料广泛使用和研究。为了更高效简便地使用TiO2，将其负载于ACF成为了一个研究热点。目前，TiO2ACF催化剂的制备是直接将TiO2(或TiO2前躯体)负载到未经修饰的ACF上，这种负载会造成TiO2负载不均和结合不牢固的问题，导致催化效果不佳。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法。TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法，其步骤如下
1)取一粘胶基活性碳纤维布，置于硝酸溶液中，80°c恒温处理，水洗后烘干得到经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布；
2)将步骤I)中处理烘干后所得的粘胶基活性碳纤维布，置于TiO2乳浊液中，超声浸溃负载，烘干得到TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料。步骤I)所述的粘胶基活性炭纤维使用的硝酸溶液的质量百分比浓度为9. 2%-67%，处理时间为O. 5-6小时。步骤2)中TiO2的负载质量百分比浓度为O. 5%_4%。本发明的有益效果
本发明增加粘胶基活性炭纤维(ACF)表面亲水集团，从而改善其表面亲水性，使TiO2能均匀牢固地负载到活性碳纤维上，提高反应转化率。同时ACF亲水性的增加，使光催化剂表面富含水分子，利于光电子氧化水分子成羟基自由基，大大加速反应。本发明得到的TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料催化剂反应转化率提高近3倍，且成本低廉、方法简单。
图I是TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料XRD图谱；
图2 (a)是TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料SEM图谱；
图2 (b)是TiO2直接负载于粘胶基活性碳纤维布光催化材料SEM图谱。
具体实施例方式以下结合附图和实施例进一步说明本发明。实施例I
取一大小为10cm*10cm的粘胶基活性碳纤维，置于质量百分比浓度为67%的硝酸溶液中，80°C恒温水浴处理6小时，水洗至pH为中性，并置于烘箱中烘干，得到经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布。将硝酸修饰的粘胶基活性炭纤维置于质量百分比浓度为4%的TiO2 (P25，德固赛公司)悬浮液中，超生浸溃，置于烘箱烘干，制成催化剂。XRD分析(图I)表明TiO2保持微锐钛矿和金红石型，SEM (图2 (a))表明TiO2良好地分散在活性炭纤维上。催化剂6h光降解甲苯，降解率为52. 6%。实施例2
取一大小为10cm*10cm的粘胶基活性碳纤维,置于质量质量百分比浓度为9. 2%的硝酸溶液中，80°C恒温水浴处理O. 5h小时，水洗至pH为中性，并置于烘箱中烘干，得到经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布。将硝酸修饰的粘胶基活性炭纤维置于质量百分比浓度为O. 5%的TiO2 (P25，德固赛公司)悬浮液中，超生浸溃，置于烘箱烘干，制成催化剂。催化剂6h光降解甲苯，降解率为20. 5%。实施例3
取一大小为10cm*10cm的粘胶基活性碳纤维,置于质量质量百分比浓度为30%的硝酸溶液中，80°C恒温水浴处理3h小时，水洗至pH为中性，并置于烘箱中烘干，得到经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布。将硝酸修饰的粘胶基活性炭纤维置于质量百分比浓度为1%的TiO2 (P25，德固赛公司)悬浮液中，超生浸溃，置于烘箱烘干，制成催化剂。催化剂6h光降解甲苯，降解率为34. 7%。实施例4
取大小为10cm*10cm的粘胶基活性碳纤维，不经硝酸修饰，直接置于质量分数为4%的TiO2悬浮液中，超生浸溃lh，置于烘箱烘干，制成催化剂。样品的SEM照片如图2 (b)所示，活性炭纤维表面的TiO2数量较少，且团聚严重。催化剂6h光降解甲苯，降解率为12. 2%。
权利要求
1.一种TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法，其特征在于步骤如下 取一粘胶基活性碳纤维布，置于硝酸溶液中，80°c恒温处理，水洗后烘干得到经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布； 将步骤I)中处理烘干后所得的粘胶基活性碳纤维布，置于TiO2乳浊液中，超声浸溃负载，烘干得到TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料。
2.根据权利要求I所述的一种TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法，其特征在于步骤I)所述的粘胶基活性炭纤维使用的硝酸溶液的质量百分比浓度为9. 2%-67%，处理时间为O. 5-6小时。
3.根据权利要求2所述的一种TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法，其特征在于步骤2)中TiO2的负载质量百分比浓度为O. 5%-4%。·
全文摘要
本发明公开了一种TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料的制备方法，属于光催化材料制备技术领域。步骤如下取一粘胶基活性碳纤维布，置于硝酸溶液中，80℃恒温处理，水洗后烘干得到经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布;处理烘干后所得的粘胶基活性碳纤维布，置于TiO2乳浊液中，超声浸渍负载，烘干得到TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料。本发明可直接用于净化装修完毕的居室及新车等场所。利用本发明获得TiO2负载于经硝酸修饰的粘胶基活性碳纤维布光催化材料成本低廉、方法简单；反应转化率提高近3倍。
文档编号B01J21/18GK102962043SQ201210383439
公开日2013年3月13日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者蒋新, 章冬冬, 柳艳炉, 吴忠标, 郭森 申请人:浙江大学